沖電氣（OKI）和信越化學于 2023 年9月5日宣布，他們開發出一種技術可僅從QST襯底上剝離GaN功能層，并將其粘合到由不同材料制成的襯底上，實現GaN的垂直傳導，從而為實現可控制大電流的垂直 GaN 功率器件做出貢獻。

研究背景

垂直氮化鎵功率器件可延長電動汽車的行駛里程并縮短供電時間，因此其需求預計將不斷增長。 另一方面，社會應用面臨的挑戰包括需要更大的晶片直徑以提高生產率，以及實現垂直傳導以實現大電流控制。

GaN通常需要在適合其生長的特定襯底上生長，以確保高質量的薄膜生長和優良的電子性能。但由于GaN與襯底之間存在晶格不匹配，當需要將GaN薄膜從原始襯底上轉移到另一個目標襯底或基板上時，這可能會涉及到復雜的技術和挑戰。

研究進展

QST襯底是一種由美國 Qromis 公司開發的，專門用于氮化鎵生長的復合材料襯底。在獲得許可證后，信越化學公司就開發出了經過改良的QST襯底——該襯底不僅熱膨脹系數與氮化鎵相同，可防止翹曲和開裂，并可在 8 英寸或更大的晶片上生長具有高擊穿電壓的厚氮化鎵薄膜晶體。

而沖電氣開發的“晶體薄膜接合（CFB）技術”能在保持高器件特性的同時，只從QST基板上剝離 GaN 功能層，此外還能去除氮化鎵晶體生長所需的絕緣緩沖層，并通過金屬電極粘合到各種基底上，從而實現歐姆接觸（根據歐姆定律，電結具有線性電流-電壓曲線）。最終，GaN通過與具有高散熱性的導電基底粘合，可實現垂直導電性和高散熱性——這種特性能使得GaN材料在功率放大器、LED、激光器等各種電子器件中都表現出色。

根據報道，信越化學將向生產氮化鎵器件的客戶提供 QST 和外延基板，而沖電氣則將通過合作和授權提供CFB技術，這項技術相信能為半導體器件提供超越單一材料框架的附加值。

粉體圈Coco編譯